CN207196227U - 基于石墨烯散热材料的led路灯散热系统及led路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统及LED路灯，其中，所述散热系统包括设置在LED灯一侧的散热单元，所述散热单元包括热量分散片，所述热量分散片表面涂覆有石墨烯膜，热量分散片一侧吸收LED灯端产生的热量，另一侧设置有散热组件，从而实现将LED灯端产生的热量进行快速、均匀的扩散。本实用新型的有益效果在于：采用石墨烯膜提高LED灯的散热速度，采用热量分散板使热量均匀分散在散热器上，提高散热片的散热速度，散热效率更好，延长LED灯的使用寿命。

Description

基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统及LED路灯

技术领域

本实用新型涉及一种LED路灯及散热系统，特别是一种基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统及LED路灯。

背景技术

LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED的发光原理。

LED路灯是城市照明的重要组成部分，而LED路灯散热片是LED路灯结构件中至关重要的一部分，直接影响到LED路灯的使用寿命。如果LED路灯的散热性能不好，它将会导致产品使用寿命大大缩短和光衰严重的现象发生。除此之外，LED芯片温度过高还会使LED路灯的光谱移动、色温升高、热应力增大、荧光粉环氧树脂老化加速等种种问题出现。

LED路灯具在使用过程中，约有80％的能量转化成热能，如果这些热量不能很好的散发出去，将会导致P-N结的温度的迅速上升，降低LED路灯具的使用寿命，因此，散热问题已成为LED灯具发展技术的瓶颈。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统及LED路灯，实现LED路灯的快速散热，提高散热效率。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下措施来实现：

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

一种基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，包括散热单元，所述散热单元设置在LED灯的一侧，所述散热单元包括热量分散片，所述热量分散片表面涂覆有石墨烯膜，热量分散片一侧吸收LED灯端产生的热量，另一侧设置有散热组件，从而实现将LED灯端产生的热量进行快速、均匀的扩散。

优选的，所述散热组件表面涂覆有石墨烯膜，用于提高散热效率。

优选的，所述热量分散片设置为铜片、铝片、铜铝复合片中的任意一种。

优选的，所述铜铝复合片被设置为，包括设置在外层的铜片和设置在两层铜片之间的铝片；或者设置为，包括设置在外层的铝片和设置在两层铝片之间的铜片。

优选的，所述散热组件包括基板，以及设置于基板上的散热片，所述热量分散片与基板贴合接触固定。

优选的，所述石墨烯膜的厚度为0.01～0.1mm。

优选的，所述散热单元与LED灯之间还依次设置有导热硅胶、绝缘层以及PCB板，所述导热硅胶上涂覆有石墨烯材料，用以加速导热硅胶与所述热量分散片之间的热量扩散。

本实用新型还提供一种LED路灯，包括上述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统。

优选的，所述LED路灯包括LED灯，所述散热系统的散热单元通过固定架固定设置在LED灯的一侧。

优选的，所述LED灯为片状LED灯。

优选的，所述LED灯还包括散热组件盖板，所述散热组件盖板上还设有散热孔。

本实用新型的有益效果在于：

提供的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，可实现对LED灯热量的快速散热，散热效率和散热效果较好，使LED路灯的温度达到最佳使用温度，延长LED灯的使用寿命；此外，该散热系统的结构设计较为简单，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的LED路灯散热系统的组成结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的散热单元与LED灯之间的组成结构框图；

图3为本实用新型实施例的LED路灯散热系统的散热组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的LED路灯散热系统的热量分散片的剖面结构示意图；

附图标记说明：

1.固定架，101.压板，102.盖板，103.安装管，104.安装板，2.LED灯，3.石墨烯膜，4.热量分散片，41.铜片，42.铝片，5.散热组件，51.基板，52.散热片，6.散热组件盖板，61.散热孔，7.安装装置盖板，8.LED电源，9.PCB板，10.绝缘层，11导热硅胶。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“根部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本实用新型简化描述，不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“组装”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。

参阅附图1-4，本实用新型提供如下实施例：

一种LED灯散热系统，包括散热单元，所述散热单元设置在LED灯的一侧，所述散热单元包括热量分散片4，所述热量分散片4表面涂覆有石墨烯膜3，热量分散片一侧吸收LED灯端产生的热量，另一侧设置有散热组件，从而实现将LED灯端产生的热量进行快速、均匀的扩散，所述石墨烯膜可加速将LED灯端的热量传递给散热组件；所述散热组件5包括基板51和散热片52，所述基板与热量分散片贴合接触固定。如图1、3所示，散热片52为薄片状结构，相互间平行排列，可以大大增加散热片52的散热面积，有利于辐射散热和对流散热，散热片52的密度越大，散热效果越好，但散热片52的密度过大，散热片52间空气流动会减弱不利于散热；散热片52的尺寸越大，则与空气的接触面积越大，散热效果越好，相应的也会增加成本，因此，可依据LED灯2释放出的热量，选择合适的散热片52密度以及散热片大小。

作为优选的，所述散热组件5表面涂覆有石墨烯膜，用于加快将LED灯产生的热量快速散发。

作为优选的，所述热量分散片4设置为铜片41、铝片42、铜铝复合片中的任意一种，用于将LED灯2传递的热量均匀扩散至散热组件52。

作为优选的，所述铜铝复合片为设置在外层的铜片41和设置在两层铜片41之间的铝片42、设置在外层的铝片42和设置在两层铝片42之间的铜片41中的任意一种。

作为优选的，所述热量分散片以及散热组件表面涂覆的石墨烯膜的厚度为0.01～0.1mm。

由于LED灯2的P-N结的温度决定了LED灯2的使用寿命，而且P-N结的温度越高，使用寿命越短，但在使用时，根据试验测试发现，P-N结的温度在50℃时，LED灯2的使用寿命最长；但是传统的LED灯2散热是在LED灯2一侧安装了散热装置，但在试验过程发现，这种安装有散热装置的LED灯2，在长时间工作中，LED灯2的P-N结的温度基本都大于70℃，这个温度高于它的最佳工作温度50℃以下，而且LED灯2扩散的热量本来就不均匀，经过散热装置后还是不均匀；本实用新型结合现有LED灯2散热现状，弥补的了现有技术的不足。进一步的，本实施例通过分别对石墨烯膜的厚度为0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.09mm和0.1mm，设置在散热组件5表面的石墨烯51的厚度为0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.09mm和0.1mm的散热系统在室内(室内温度26-28℃)做了试验(试验时间为2小时)发现，安装有本实用新型散热系统的LED路灯的P-N结的温度为45℃，满足LED灯最佳工作温度要求，而且正常情况路灯在室外使用，环境温度会降低，P-N的温度还会降低，所以本实用新型的散热系统完全可以延长LED灯的使用寿命。

作为一种具体的优选方案，如图2所示，本使用新型的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统被设置为：包括LED灯背面依次设置的PCB板9、绝缘层10、导热硅胶11、热量分散片4和散热组件5，进一步的，所述导热硅胶和/或热量分散片的表面涂覆有石墨烯膜3(图2中未示出所涂覆的石墨烯膜)，本实施例采用热量分散片4使得热量分散更加均匀，而且采用石墨烯膜3作为散热材料和采用热量分散片4作为基板的组合形式，使得LED灯的散热速度更快，热量分散更加均匀，同时散热组件5的散热片52上涂覆有石墨烯，大大提高了热量与空气的流通，能够使LED路灯的P-N结快速降温，达到最佳使用温度。

本实新型还提供一种LED路灯，包括LED灯模块以及上述基于石墨烯散热材料的散热系统。

作为进一步优选的，所述LED灯模块包括依次并排安装的LED灯2，所述LED灯2可以为灯珠，也可以为灯管，所述每个LED灯2相互独立。

作为优选的，所述LED灯还包括固定架1，用于固定所述散热系统的散热组件5，所述散热组件5通过基板51固定于固定架1，基板51与固定架1通过螺栓连接。

作为进一步优选的，如图1所示，所述散热系统还包括安装装置，所述安装装置固定于所述固定架1的压板101上并与散热片52并排安装，所述安装装置包括安装管103和安装板104，其中安装板104与安装管103焊接或者铆接；所述安装装置通过安装板104与固定架1的压板101螺栓连接，所述压板101和安装装置之间还设有盖板102，所述盖板102也通过螺栓固定于压板101上，其中螺栓未在图中画出。

作为优选的，为了防止飞禽类长时间在散热组件5上逗留造成伤害，所述LED灯还包括散热组件盖板6和安装装置盖板7，所述散热组件盖板6安装在散热组件5背面，所述安装装置盖板7安装在安装装置背面，同时，为了提高散热效率，所述散热组件盖板6上还设有若干散热孔61，如图1所示；在所述散热组件盖板6上设置若干散热孔61，一方面可以增加散热片与空气的接触面积，另一方面，也有利于空气从散热孔61中流过，通过空气对流，带走更多热量，在一定程度上避免了灰尘的沉积。

作为进一步优选的，所述路灯还包括LED电源8，所述LED电源8固定于所述安装装置的安装板104上并与LED灯2连接，用于为LED路灯提供照明用电。

最后应说明的是：以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，包括散热单元，其特征在于，所述散热单元设置在LED灯的一侧，所述散热单元包括热量分散片，所述热量分散片表面涂覆有石墨烯膜，热量分散片一侧吸收LED灯端产生的热量，另一侧设置有散热组件，从而实现将LED灯端产生的热量进行快速、均匀的扩散。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，其特征在于，所述散热组件表面涂覆有石墨烯膜，用于提高散热效率。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，其特征在于，所述热量分散片设置为铜片、铝片、铜铝复合片中的任一种。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，其特征在于，所述铜铝复合片被设置为，包括设置在外层的铜片和设置在两层铜片之间的铝片；或者设置为，包括设置在外层的铝片和设置在两层铝片之间的铜片。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度为0.01～0.1mm。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统，其特征在于，所述散热单元与LED灯之间还依次设置有导热硅胶、绝缘层以及PCB板，所述导热硅胶上涂覆有石墨烯材料，用以加速导热硅胶与所述热量分散片之间的热量扩散。

7.一种LED路灯，其特征在于，包括权利要求1所述的基于石墨烯散热材料的LED路灯散热系统。

8.根据权利要求7所述的LED路灯，其特征在于，包括LED灯，所述散热系统的散热单元通过固定架固定设置在LED灯的一侧。

9.根据权利要求8所述的LED路灯，其特征在于，所述LED灯为片状LED灯。

10.根据权利要求8所述的一种基于石墨烯散热材料的LED路灯，其特征在于，所述LED灯还包括散热组件盖板，所述散热组件盖板上还设有散热孔。